灌封膠簡介及影響其沉降的主要因素

時間：2019-07-11作者：深圳市紅葉杰科技有限公司瀏覽：328

一、常見灌封膠介紹

電子灌封膠主要用于電子元器件的粘接、密封、灌封和涂覆保護。 灌封膠在未固化前屬于液體狀，具有流動性，膠液黏度根據(jù)產(chǎn)品的材質(zhì)、性能、生產(chǎn)工藝的不同而有所區(qū)別。在完全固化后才能實現(xiàn)它的使用**，固化后可以起到防水防潮、防塵、絕緣、導(dǎo)熱、保密、防腐蝕、耐溫、防震的作用。電子灌封膠種類非常多，這里主要介紹下環(huán)氧樹脂灌封膠、聚氨酯灌封膠、**硅灌封膠等。

1.環(huán)氧樹脂灌封膠

通過歐盟ROHS*標(biāo)準(zhǔn)，固化物硬度高、表面平整、光澤好，有固定、絕緣、防水、防油、防塵、防盜密、耐腐蝕、耐老化、耐冷熱沖擊等特性。用于電子變壓器、AC電容、負(fù)離子發(fā)生器、水族水泵、點火線圈、電子模塊、LED模塊等的封裝。適用于中小型電子元器件的灌封，如汽車、摩托車點火器、LED驅(qū)動電源、傳感器、環(huán)型變壓器、電容器、觸發(fā)器、LED防水燈、電路板的的保密、絕緣、防潮(水)灌封。

優(yōu)點：環(huán)氧樹脂灌封膠多為硬性，也有較少部分改性環(huán)氧樹脂稍軟。該材質(zhì)的較大優(yōu)點在于對材質(zhì)的粘接力較好以及較好的絕緣性，固化物耐酸堿性能好。環(huán)氧樹脂一般耐溫100℃。材質(zhì)可作為透明性材料，具有較好的透光性。價格相對*。

缺點：抗冷熱變化能力弱，受到冷熱沖擊后*產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致水汽從裂縫中滲人到電子元器件內(nèi)，防潮能力差；固化后膠體硬度較高且較脆，較高的機械應(yīng)力易拉傷電子元器件；環(huán)氧樹脂一經(jīng)灌封固化后由于較高的硬度無法打開，因此產(chǎn)品為“終身”產(chǎn)品，無法實現(xiàn)元器件的更換；透明用環(huán)氧樹脂材料一般耐候性較差，光照或高溫條件下易產(chǎn)生黃變。

應(yīng)用范圍：一般用于LED、變壓器、調(diào)節(jié)器、工業(yè)電子、繼電器、控制器、電源模塊等非精密電子器件的灌封。

2.聚氨酯灌封膠

聚氨酯灌封膠又成PU灌封膠,通常由聚醋、聚醚和聚雙烯烴等低聚物的多元醇與二異氰酸酯, 以二元醇或二元胺為擴鏈劑, 經(jīng)過逐步聚合而成。灌封膠通?？梢圆捎妙A(yù)聚物法和一步法工藝來制備。

聚氨酯灌封材料的特點為硬度低, 強度適中, 彈性好, 耐水, 防霉菌, 防震, 透明, 有優(yōu)良的電絕緣性和難燃性, 對電器元件無腐蝕, 對鋼、鋁、銅、錫等金屬, 以及橡膠、塑料、木質(zhì)等材料有較好的粘接性。灌封材料可使安裝和調(diào)試好的電子元件與電路不受震動、腐蝕、潮濕和灰塵等的影響。

優(yōu)點：聚氨酯灌封膠具有較為優(yōu)異的耐低溫性能，材質(zhì)稍軟，對一般灌封材質(zhì)均具備較好的粘結(jié)性，粘結(jié)力介于環(huán)氧樹脂及**硅之間。具備較好的防水防潮、絕緣性。

缺點：耐高溫能力差且*起泡，必須采用真空脫泡；固化后膠體表面不平滑且韌性較差，抗老化能力、抗震和紫外線都很弱、膠體*變色。

應(yīng)用范圍：一般應(yīng)用于發(fā)熱量不高的電子元器件的灌封。變壓器、抗流圈、轉(zhuǎn)換器、電容器、線圈、電感器、變阻器、線形發(fā)動機、固定轉(zhuǎn)子、電路板、LED、泵等。

3.**硅灌封膠

**硅灌封膠的種類很多，不同種類的**硅灌封膠在耐溫性能、防水性能、絕緣性能、光學(xué)性能、對不同材質(zhì)的粘接附著性能以及軟硬度等方面有很大差異。**硅灌封膠可以加入一些功能性填充物賦予其導(dǎo)電導(dǎo)熱導(dǎo)磁等方面的性能。**硅灌封膠的機械強度一般都比較差，也正是借用此性能，使其達到“可掰開”便于維修，即如果某元器件出故障，只需要撬開灌封膠，換上新的原件后，可以繼續(xù)使用。

**硅灌封膠的顏色一般都可以根據(jù)需要任意調(diào)整。或透明或非透明或有顏色。**硅灌封膠在防震性能、電性能、防水性能、耐高低溫性能、防老化性能等方面表現(xiàn)非常好。

雙組**硅灌封膠是較為常見的，這類膠包括縮合型的和加成性的兩類。一般縮合型的對元器件和灌封腔體的粘附里力較差，固化過程中會產(chǎn)生揮發(fā)性低分子物質(zhì)，固化后有較明顯收縮率。加成型的(又稱硅凝膠)收縮率較小、固化過程中沒有低分子產(chǎn)生?？梢约訜峥焖俟袒?。

優(yōu)點：**硅灌封膠固化后材質(zhì)較軟，有固體橡膠和硅凝膠兩種形態(tài)，能夠消除大多數(shù)的機械應(yīng)力并起到減震保護效果。物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具備較好的耐高低溫性，可在-50~200℃范圍內(nèi)長期工作。優(yōu)異的耐候性，在室外長達20年以上仍能起到較好的保護作用，而且不易黃變。具有優(yōu)異的電氣性能和絕緣能力，灌封后有效提高內(nèi)部元件以及線路之間的絕緣，提高電子元器件的使用穩(wěn)定性。具有的返修能力，可快捷方便的將密封后的元器件取出修理和更換。

缺點：粘結(jié)性能稍差。

應(yīng)用范圍：適合灌封各種在惡劣環(huán)境下工作以及**精密/敏感電子器件。如LED、顯示屏、光伏材料、二極管、半導(dǎo)體器件、繼電器、傳感器、汽車安定器HIV、車載電腦ECU等，主要起絕緣、防潮、防塵、減震作用。

二、影響沉降的主要因素


灌封膠主要由基礎(chǔ)樹脂、填料、固化劑、交聯(lián)劑、及其他助劑組成，其中填料和助劑是影響灌封膠沉降的主要因素，因此在設(shè)計灌封膠配方時，應(yīng)從這兩大方面考慮，這里主要從填料角度出發(fā)。（以灌封膠中常用粉料硅微粉為主）

1.填料粒徑。

同種導(dǎo)熱填料，粒徑越細，沉降性越好。

這是因為細粉比表面積大，表面羥基含量較多，粒子之間的氫鍵較強，導(dǎo)致黏度較大，從而減緩填料的沉降，但是由此帶來的優(yōu)異抗沉降性會造成灌封膠黏度較高，因此毫無意義。常見的灌封膠采用不同粒徑的填料進行粗細搭配，這種復(fù)合不僅能在體系中形成致密的堆積，而且粗粉的加入還可提高導(dǎo)熱性能，較重要的是，粗粉對體系黏度增加較小，粗細粉體互相搭配，可以靈活調(diào)整體系黏度，從而調(diào)節(jié)沉降性。

2.填料添加量。

常見的填料均為無機粉體，在電子灌封膠領(lǐng)域，常見的粉料為硅微粉（見下圖）。相對于硅油的密度大，且表面活性基團少；與硅油的相容性差，隨著靜置時間延長，無機粉體逐漸沉降，造成油粉分離。

但是當(dāng)粉體添加量達到一定量后，膠體的黏度急劇增大，此時會減緩導(dǎo)熱填料的沉降速度，油粉分離的情況減弱。但若黏度過高，將影響導(dǎo)熱灌封膠在使用時的排泡和灌封等工藝性能，得不償失。所以不能一味追求優(yōu)異的抗沉降性，而進行高填充。

3.填料的表面性質(zhì)。

用表面處理劑對填料進行表面包覆，在粉體顆粒表面引入非極性的親油基團，使改性粉體在硅油中浸潤性好，易分散均勻，粒子之間不易黏結(jié)聚集，膠體的抗沉降性增強。同時，經(jīng)過表面處理工藝可降低粉體的極性，減小粉體與硅油之間的界面張力，兩者相容性增強，表現(xiàn)出來的是膠體黏度較低。因此在灌封膠中，從提高其抗沉降能力而言，使用改性填料比普通填料好，且黏度還不會增加。


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